《花非花》是一首採用四句體樂段的歌曲，其曲式結構體現了中國舊體詩歌中句間的邏輯關係。每個樂句由四小節組成，與歌詞相得益彰。這首歌曲的旋律建立在傳統的五聲調式——D宮調式上，4/4拍子，節奏從容，旋律線流暢，起伏不大，主要採用二度、三度音程進行，輔以四度以上的跳進，表達的感情深切而不纏綿。
第一樂句是充滿朦朧感的主題樂句，音調典雅，節奏從容。第二樂句繼承和發展了主題樂句的音樂意境。第三樂句與前兩樂句形成轉折，由低音推向高音區，展現全曲的高潮，音樂意境得到升華，意猶未盡。第四樂句輕折婉回，結束全曲，給人以無限的柔美感。
在鋼琴伴奏方面，採用一段式結構，節奏較寬鬆，右手採用分解和弦，左手在低音區彈奏旋律，形象平靜而幽雅。伴奏聲部分為三層，右手伴奏聲部為主旋律，第二層為三、四度音程的二八節奏作和聲背景，左手伴奏部分是主旋律的低八度重複。這種設計體現了「空」的感覺，正符合歌曲所表達的朦朧之感。
整首歌曲的節奏不緊不松，律動從容，但有一種幽雅、深邃感。旋律線流暢，起伏不大，旋律進行以二度、三度音程為主，輔以四度以上的跳進，表達的感情深切卻不纏綿。這首歌曲的旋律包括五個音階，充斥著鮮明的民族特色，詞曲旋律平緩婉轉，曲調柔美，如行雲流水般自然。
《花非花》是一段式結構的歌曲，和聲進行以1-6-1為主，鋼琴伴奏為八度反覆旋律，淡化了和聲進行的效果。1-6-1的進行因為缺乏強烈的傾向性而顯得清淡典雅，這與歌曲所展現出的寂靜朦朧的意境相配。